นี่คือสมองของคุณในห้วงอวกาศ: รังสีคอสมิกสามารถคุกคามภารกิจบนดาวอังคารได้หรือไม่?

ดาวอังคารเต็มดิสก์

NASA ตั้งเป้าส่งนักบินอวกาศไปยังบริเวณดาวอังคารภายในกลางปี ​​2030 งานวิจัยใหม่ชี้ การได้รับรังสีระหว่างการเดินทางไปกลับระยะยาวอาจทำลายสมองของนักบินอวกาศได้ (เครดิตรูปภาพ: อีเอสเอ)



หนูที่ได้รับรังสีคอสมิกสามารถทำร้ายสมองได้ ซึ่งบ่งชี้ว่าประสิทธิภาพทางจิตของนักบินอวกาศอาจต้องทนทุกข์ทรมานกับภารกิจอวกาศห้วงอวกาศไปยังดาวอังคารและที่อื่นๆ เมื่อเวลาผ่านไป



'ขณะนี้มีเหตุให้กังวลว่า รังสีคอสมิก Charles Limoli ผู้เขียนร่วมการศึกษา นักชีววิทยาด้านรังสีและนักประสาทวิทยาจาก University of California, Irvine กล่าวกับ guesswhozoo.com

ในขณะที่นาซ่าวางแผนสำหรับยานอวกาศที่มีมนุษย์คนแรกไปยังดาวอังคารในรอบสองทศวรรษหรือประมาณนั้น นักวิทยาศาสตร์ต้องการทราบว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับสมองของนักบินอวกาศที่สัมผัสกับรังสีในอวกาศ 'นาซ่าต้องการให้แน่ใจว่าจิตใจของนักบินอวกาศพร้อมที่จะแสดงอย่างสุดความสามารถ' Limoli กล่าว [ ภารกิจห้วงอวกาศสามารถทำลายสมองของนักบินอวกาศได้ (วิดีโอ) ]



มนุษย์เดินทางเกินการปกป้องโลก

มนุษย์เดินทางไกลเกินกว่าการปกป้องชั้นบรรยากาศของโลกและสนามแม่เหล็กเสี่ยงมะเร็งที่เกิดจากรังสีและโรคอื่นๆ ดูว่าการแผ่รังสีในอวกาศคุกคามนักบินอวกาศอย่างไรในอินโฟกราฟิกแบบเต็มนี้(เครดิตรูปภาพ: Karl Tate, guesswhozoo.com ศิลปินอินโฟกราฟิก)

อย่างไรก็ตาม การวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบของการแผ่รังสีในอวกาศส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่รูปแบบแสงที่มีพลังงานสูง เช่น รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา แต่อันตรายที่อาจเกิดขึ้นกับนักบินอวกาศที่ยังไม่ได้รับการศึกษาในเชิงลึกก็คือรังสีคอสมิกของกาแลคซี ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าขนาดใหญ่และมีความเร็วสูงซึ่งโผล่ออกมาจากทุกทิศทางในอวกาศ รังสีคอสมิกทางช้างเผือกส่วนใหญ่เกิดจากการระเบิดของดาวฤกษ์ที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวา และสามารถเจาะยานอวกาศและกะโหลกมนุษย์ได้อย่างง่ายดาย



นักบินอวกาศที่อยู่บนสถานีอวกาศนานาชาตินั้นปลอดภัยจากรังสีคอสมิกของกาแล็กซี่ เนื่องจากพวกมันยังคงได้รับการปกป้องโดยสนามแม่เหล็กโลก ซึ่งอยู่เหนือพื้นผิวโลกประมาณ 35,000 ไมล์ (56,000 กิโลเมตร) ในเวลากลางวัน อย่างไรก็ตาม นักบินอวกาศในภารกิจอวกาศห้วงอวกาศในอนาคตที่อยู่ไกลจากโลก เช่น ไปยังดาวอังคารหรือแถบดาวเคราะห์น้อย ต้องเผชิญกับอันตรายจากการแผ่รังสีในอวกาศนี้

'รังสีคอสมิกทางช้างเผือกไม่ถึงพื้นผิวโลกเพราะสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ปกป้องเรา' Limoli กล่าว 'เป็นเหตุผลหนึ่งที่เรามี ชีวิตบนโลก . '

ในการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ได้ทิ้งระเบิดใส่หนูที่ห้องทดลองการแผ่รังสีอวกาศของ NASA ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Brookhaven ในนิวยอร์กด้วยลำแสงของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งประกอบเป็นรังสีคอสมิกของดาราจักร — ออกซิเจนและไอออนไททาเนียมเร่ง 'เป็นสองในสามของความเร็วแสง ' ลิโมลี่กล่าว



หนูถูกดัดแปลงพันธุกรรมให้มีเซลล์ประสาทเรืองแสงเรืองแสงในสมอง ซึ่งนักวิจัยสามารถตรวจสอบได้ง่ายขึ้น หกสัปดาห์หลังจากที่หนูได้รับอนุภาคที่ทำลายล้าง นักวิจัยกล่าวว่าหนูมีเดนไดรต์น้อยลง ซึ่งเป็นกิ่งก้านจากเซลล์ประสาทที่ส่งสัญญาณไฟฟ้าของสมอง ไอออนทำให้เกิดการสลายตัวของโครงสร้างเหล่านี้ที่คงอยู่เมื่อเวลาผ่านไป [ การอธิบายภัยคุกคามจากการแผ่รังสีในอวกาศต่อนักบินอวกาศ (อินโฟกราฟิก) ]

Limoli กล่าวว่า 'ฉันไม่ได้คาดหวังการย่อยสลายอย่างกว้างขวางเช่นนี้ [เพื่อตอบสนองต่อ] ต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าขนาดค่อนข้างเล็ก 'ขนาดของเอฟเฟกต์น่าประหลาดใจมาก'

การสูญเสียเดนไดรต์เชื่อมโยงกับความเสื่อมทางจิตที่เกี่ยวข้องกับ โรคอัลไซเมอร์ และโรคอื่นๆ ในการทดสอบการเรียนรู้และความจำ โดยที่หนูได้แสดงวัตถุใหม่ที่วางอยู่ในการตั้งค่าที่คุ้นเคย หนูที่ถูกฉายรังสีขาดความอยากรู้ ไม่ค่อยกระตือรือร้นในสถานการณ์ใหม่ และสับสนได้ง่ายขึ้น หากการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายคลึงกันเกิดขึ้นในนักบินอวกาศ อาจเป็นอุปสรรคต่อความสามารถในการตอบสนองต่อสถานการณ์ที่ไม่คาดคิดหรือข้อมูลการเรียกคืน นักวิจัยกล่าว

แม้ว่าความบกพร่องทางจิตใจของนักบินอวกาศจากการแผ่รังสีในอวกาศอาจต้องใช้เวลาหลายเดือนกว่าจะปรากฎตัว แต่ต้องใช้เวลาสามปีหรือมากกว่านั้นสำหรับภารกิจเดินทางไปกลับดาวอังคารก็นานเพียงพอสำหรับปัญหาดังกล่าวที่จะพัฒนา Limoli กล่าว

นักบินอวกาศต้องทำงานหลายอย่างพร้อมกัน ทำการทดลอง เพื่อทำสิ่งต่างๆ ให้ตรง และการทดลองเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าพวกเขาอาจประสบกับความบกพร่องในการปฏิบัติงานที่อาจกระทบต่อกิจกรรมภารกิจ และอาจเผชิญกับความเสี่ยงต่อสุขภาพทางปัญญาเมื่อพวกเขากลับมา สู่โลก” Limoli กล่าว 'โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งที่อาจผิดพลาดนั้นไม่สามารถพูดได้ เนื่องจากยังไม่มีใครออกไปที่นั่น ฉันไม่คิดว่ามันจะไปถึงระดับที่นักบินอวกาศจะชนเรือด้วยเหตุนี้ แต่พวกเขาอาจกดปุ่มผิดและทำลายการทดลอง'

นอกจากนี้ 'ไม่มีสัญญาณบ่งชี้ว่าความบกพร่องเหล่านี้จะดีขึ้น' Limoli กล่าว 'ฉันจะลังเลก่อนที่จะใช้คำว่า 'ถาวร' แต่ในตอนนี้ยังไม่มีข้อบ่งชี้ว่าพวกเขาฟื้นตัวได้'

ยังคงไม่แน่ใจว่ามีอะไรที่สามารถทำได้เพื่อป้องกันหรือรักษาความเสียหายนี้

'นาซ่ากำลังให้ทุนวิจัยจากตัวฉันเองและคนอื่น ๆ เพื่อพยายามพัฒนาสารประกอบที่สามารถบรรเทาผลกระทบของรังสีต่อ สมอง ' ลิโมลี่กล่าว 'นอกจากนี้ ถ้านักบินอวกาศมีส่วนร่วมในกิจกรรมที่กระตุ้นการทำงานขององค์ความรู้อย่างแข็งขัน นั่นอาจช่วยให้สมรรถภาพทางจิตดีขึ้น'

วิธีแก้ปัญหาบางส่วนอาจเกี่ยวข้องกับการเพิ่มเกราะป้องกันบนยานอวกาศในพื้นที่ที่นักบินอวกาศพักผ่อนและนอนหลับ 'เรากำลังดำเนินการเพื่อลดความเสียหายในอวกาศ และไม่ควรปล่อยให้ผลลัพธ์เหล่านี้กีดกันความพยายามของเราที่จะเริ่มดำเนินการในภารกิจห้วงอวกาศในอนาคต' Limoli กล่าว

ในอนาคต นักวิจัยวางแผนที่จะสำรวจผลกระทบของรังสีคอสมิกกาแลคซีในวงกว้างเพื่อสร้างแบบจำลองที่แม่นยำยิ่งขึ้นของสิ่งที่เกิดขึ้นในอวกาศ พวกเขายังต้องการดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับหนูมากกว่าหกสัปดาห์หลังจากที่พวกมันได้รับรังสีคอสมิก

'สมองเป็นระบบที่ซับซ้อน มีหลายสิ่งหลายอย่างที่รังสีคอสมิกของกาแล็กซี่กำลังทำอยู่ในสมองที่เรายังไม่ได้ค้นพบหรือทำความเข้าใจ' Limoli กล่าว

นักวิทยาศาสตร์ให้รายละเอียดการค้นพบของพวกเขาทางออนไลน์วันที่ 1 พฤษภาคมในวารสาร Science Advances

ตามเรามา @Spacedotcom , Facebook หรือ Google+ . เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อ guesswhozoo.com .